为什么锌与稀硫酸反应时，锌粒表面常会出现黑色

Question

如题所述

Answer 1

通常在实验室制取氢气时所用锌粒都是不纯的，在锌内常含有铅、锡、铜等杂志，当锌与稀硫酸反应时，锌不断消耗，而锌中许多不活泼的金属杂质微小的颗粒暴露在表面而呈黑色，看起来好像是锌变成黑色了。此外，锌粒与稀硫酸反应后，锌的表面不再平滑光洁，而是凹凸不平，还有很多细小的锌等金属颗粒附着在表面，由于颗粒细小，减弱了对光的反射作用，增强了对光的吸收能力，从而使表面呈现黑色。

Answer 2

但为什么锌和硫酸反应后表面会凹凸不平呢？这是因为在溶液（稀硫酸）中存在大量水分子，氢离子和水分子化合成水合氢离子（h3o+），水合氢离子与水分子均匀混合在一起，因此，溶质之间或其溶剂分子（这里指h3o+）之间是有一定距离的。当锌与稀硫酸接触时，彼此发生了置换反应，因为锌表面的原子排列比较紧密，所以在它和稀硫酸作用时，相邻的两个锌原子不可能同时和溶液里的水合氢离子（h3o+）作用，只有和水合氢离子（h3o+）靠得很近的锌原子才能起置换反应，这样就使锌的表面呈现出凹凸不平的状态。
同时，由于锌的表面呈现凹凸不平的状态，表面面积特别大，而氢具有能溶解在金属里的性质，且凹凸不平的锌也有较强的吸附能力，这样使氢更易溶解在锌的表面，因而就更增加锌表面的多孔现象。